Drahtloser Fühler der Bodenfeuchtigkeit

Da meine Freundin ein Blumenfreak ist, hat sie etwas markiert, was in den Boden gesteckt werden kann und vergessen, dass es einige Monate im Boden ist, und in der Zwischenzeit herausfinden, wie viel Wasser im Boden ist (auch bekannt als "wann es am besten ist zu wässern"), vorzugsweise über WiFi. Das WiFi hat nicht funktioniert, weil alles, was WiFi nutzt, viel Strom verbraucht und wir ungefähr ein halbes Jahr an einem Akku 300-400 mAharbeiten möchten. Eine Option war immer noch BLE (nRF52), aber sie fiel auch aus Gründen der Bequemlichkeit aus.
Es endete mit dem STM32F030 gepaart mit dem LT8920. Das STM muss nicht vorgestellt werden, und der LT8920 ist ein 2,4 GHz-Funk-Transceiver, dessen Hauptvorteil die geringe Anzahl zusätzlicher Elemente ist, die benötigt werden. Alle zwei Kondensatoren und ein 12 MHz-Kristall werden benötigt. Hinzu kommt der Stromverbrauch im Schlaf bei 6 µA und die Kosten von 25 Cent pro Stück. Aber es gibt keine Rose ohne Dornen, die Reichweite ist in der Praxis in Ordnung, aber sie könnte besser sein: etwa 1-2 Betonwände und schreckliche Dokumentation.

Die Messung der Feuchtigkeit erfolgt nach der kapazitiven Methode:



Das PWM-Signal 2,4 MHz mit 30% Tastgrad wird dem Eingang des Messsystems zugeführt. Es wird nach dem Durchlaufen eines Filters, der aus Leiterbahnen der Platine besteht, eventuellem Umgebungswasser und R2, abgeflacht. Wir sind im Moment interessiert, wie ungefähr der maximale Pegel nach dem Filtern ist, und dies kann mit einem Detektor der Maximalwerte gemessen werden, der aus D1 besteht (es ist tatsächlich die 4148-Diode, es gab kein entsprechendes Symbol im vorliegenden Eagle), C1 und R3. Danach reicht auch ein nicht zu schneller ADC und die Bestimmung der Spannungspegel in trockenen und nassen Umgebungen zur Kalibrierung.



Das Aufladen über eine Mini-USB-Buchse mit TP4057 und die Stabilisierung auf 3 V erfolgt über HT7530-7, beide in SOT23-5-Gehäusen. Der Spitzenstromverbrauch während der Messung/Übertragung beträgt etwa 60 mA, beim Empfang 22 mA und im Schlafmodus überschreitet 30 µA nicht. Die Messung/Senden erfolgt alle 5 Minuten, dauert ca. 55 ms. Dies sollte es Ihnen theoretisch ermöglichen, etwa 8 Monate lang mit einer Lipobatterie 400-mAh zu arbeiten, wobei die Selbstentladung von 3% berücksichtigt, ohne den manuellen Abhörmodus.



Das System verfügt über eine Taste, deren Bedienung je nach Haltezeit unterschiedlich ist:

* einmaliges Drücken - sofortige Messung und Senden der aktuellen Daten im Paket (LED blinkt)
* 3 Sekunden lang gedrückt halten - das System wechselt in den Abhörmodus. Sie können per Fernzugriff auf den Bootloader umschalten und neue Firmware über das Radio hochladen oder Daten live über die Steuereinheit ablesen und möglicherweise auch die Parameter ändern (LED blinkt alle 1 Sekunde).
* 10 Sekunden lang gedrückt halten - Reset + Bootloader-Eingang 30 Sekunden lang (LED blinkt 3xs)

Derzeit gibt es keine andere Möglichkeit, den Datenverkehr auszuschalten, als den Akku abzutrennen. Ich denke jedoch, dass das Ändern des STM32F030 auf F07x die Option zur Konfiguration über USB bietet, was bei sehr falschen Einstellungen hilfreich ist. Dies funktioniert jedoch möglicherweise in der nächsten Version, die aktuelle Version ist recht gut für unsere Bedürfnisse.



Bei der Messung der Bodenfeuchtigkeit misst das System auch die Batteriespannung, optional die Temperatur (NTC) und die USB-Spannung während des Ladevorgangs.

Eine Uhr wird verwendet, um Daten von Sensoren zu sammeln:



Sie basiert auf STM32F107 (und 18 Matrixanzeigen 8x8 20 / 1,9 mm), verfügt über einen Ethernet-Anschluss, mehrere Sensoren, die die Parameter der Umgebung angeben, in der sie sich befindet, und einen Transciver auf dem LTC8920, der den Datenaustausch mit Sensoren ermöglicht.



Aber dieser wird detaillierter beschrieben, wenn mein Schatz mit seiner WebUI etwas Sinnvolles machen wird